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- 2021-04-13 发布
绝对值不等式
【考点梳理】
1.绝对值三角不等式
定理1:如果a,b是实数,则|a+b|≤|a|+|b|,当且仅当ab≥0时,等号成立.
定理2:如果a,b,c是实数,那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立.
2.绝对值不等式的解法
(1)含绝对值的不等式|x|a的解法:
不等式
a>0
a=0
a<0
|x|a
{x|x>a或x<-a}
{x∈R|x≠0}
R
(2)|ax+b|≤c,|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法:
①|ax+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c;
②|ax+b|≥c⇔ax+b≥c或ax+b≤-c.
(3)|x-a|+|x-b|≥c,|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法
①利用绝对值不等式的几何意义求解;
②利用零点分段法求解;
③构造函数,利用函数的图象求解.
【考点突破】
考点一、绝对值不等式的解法
【例1】已知函数f(x)=|x+1|-|2x-3|.
(1)画出y=f(x)的图象;
(2)求不等式|f(x)|>1的解集.
[解析] (1)由题意得f(x)=
故y=f(x)的图象如图所示.
(2)由f(x)的函数表达式及图象可知,
当f(x)=1时,可得x=1或x=3;
当f(x)=-1时,可得x=或x=5.
故f(x)>1的解集为{x|1<x<3},
f(x)<-1的解集为.
所以|f(x)|>1的解集为.
【类题通法】
1.本题用零点分段法画出分段函数的图象,结合图象的直观性求出不等式的解集,体现数形结合思想的应用.
2.解绝对值不等式的关键是去绝对值符号,零点分段法操作程序是:找零点,分区间,分段讨论.此外还常利用绝对值的几何意义求解.
【对点训练】
设函数f(x)=|x-a|.
(1)当a=2时,解不等式f(x)≥4-|x-1|;
(2)若f(x)≤1的解集为[0,2],+=a(m>0,n>0),求证:m+2n≥4.
[解析] (1)当a=2时,不等式为|x-2|+|x-1|≥4,
①当x≥2时,不等式可化为x-2+x-1≥4,解得x≥;
②当<x<时,不等式可化为2-x+x-1≥4,
不等式的解集为∅;
③当x≤时,不等式可化为2-x+1-x≥4,
解得x≤-.
综上可得,不等式的解集为∪.
(2)证明:因为f(x)≤1,即|x-a|≤1,
解得a-1≤x≤a+1,而f(x)≤1的解集是[0,2].
所以解得a=1,
所以+=1(m>0,n>0),
所以m+2n=(m+2n)
=2++≥2+2=4,
当且仅当m=2,n=1时取等号.
考点二、绝对值三角不等式性质的应用
【例2】对于任意的实数a(a≠0)和b,不等式|a+b|+|a-b|≥M·|a|恒成立,记实数M的最大值是m.
(1)求m的值;
(2)解不等式|x-1|+|x-2|≤m.
[解析] (1)不等式|a+b|+|a-b|≥M·|a|恒成立,
即M≤对于任意的实数a(a≠0)和b恒成立,只要左边恒小于或等于右边的最小值.
因为|a+b|+|a-b|≥|(a+b)+(a-b)|=2|a|,
当且仅当(a-b)(a+b)≥0时等号成立,
|a|≥|b|时,≥2成立,
也就是的最小值是2,即m=2.
(2)|x-1|+|x-2|≤2.
法一:利用绝对值的意义得:≤x≤.
法二:①当x<1时,不等式为-(x-1)-(x-2)≤2,
解得x≥,所以x的取值范围是≤x<1.
②当1≤x≤2时,不等式为(x-1)-(x-2)≤2,
得x的取值范围是1≤x≤2.
③当x>2时,原不等式为(x-1)+(x-2)≤2,2<x≤.
综上可知,不等式的解集是.
【类题通法】
1.(1)利用绝对值不等式性质定理要注意等号成立的条件:当ab≥0时,|a+b|=|a|+|b|;当ab≤0时,|a-b|=|a|+|b|;当(a-b)(b-c)≥0时,|a-c|=|a-b|+|b-c|.
(2)对于求y=|x-a|+|x-b|或y=|x+a|-|x-b|型的最值问题利用绝对值三角不等式更方便.
2.第(2)问易出现解集不全或错误.对于含绝对值的不等式,不论是分段去绝对值符号还是利用几何意义,都要不重不漏.
【对点训练】
对于任意实数a,b,已知|a-b|≤1,|2a-1|≤1,且恒有|4a-3b+2|≤m,求实数m的取值范围.
[解析] 因为|a-b|≤1,|2a-1|≤1,
所以|3a-3b|≤3,≤,
所以|4a-3b+2|=
≤|3a-3b|++≤3++=6,
则|4a-3b+2|的最大值为6,
所以m≥|4a-3b+2|max=6,m的取值范围是[6,+∞).
考点三、绝对值不等式的综合应用
【例3】已知函数f(x)=|x+1|-2|x-a|,a>0.
(1)当a=1时,求不等式f(x)>1的解集;
(2)若f(x)的图象与x轴围成的三角形面积大于6,求a的取值范围.
[解析] (1)当a=1时,f(x)>1化为|x+1|-2|x-1|-1>0.
当x≤-1时,不等式化为x-4>0,无解;
当-10,解得0,解得1≤x<2.
所以f(x)>1的解集为.
(2)由题设可得f(x)=
所以函数f(x)的图象与x轴围成的三角形的三个顶点分别为A,B(2a+1,0),C(a,a+1).因此△ABC的面积S=|AB|·(a+1)=(a+1)2.
由题设得(a+1)2>6,故a>2.
所以a的取值范围为(2,+∞).
【类题通法】
1.研究含有绝对值的函数问题时,根据绝对值的定义,分类讨论去掉绝对值符号,转化为分段函数,然后数形结合解决是常用的思维方法.
2.第(2)问求解要抓住三点:(1)分段讨论,去绝对值符号,化f(x)为分段函数;(2)数形结合求△ABC的三个顶点坐标,进而得出△ABC的面积;(3)解不等式求a的取值范围.
【对点训练】
已知函数f(x)=|2x-a|+a.
(1)当a=2时,求不等式f(x)≤6的解集;
(2)设函数g(x)=|2x-1|.当x∈R时,恒有f(x)+g(x)≥3,求实数a的取值范围.
[解析] (1)当a=2时,f(x)=|2x-2|+2.
解不等式|2x-2|+2≤6得-1≤x≤3.
因此f(x)≤6的解集为{x|-1≤x≤3}.
(2)当x∈R时,f(x)+g(x)=|2x-a|+a+|1-2x|≥|(2x-a)+(1-2x)|+a=|1-a|+a,
当x=时等号成立,所以当x∈R时,f(x)+g(x)≥3等价于|1-a|+a≥3. ①
当a≤1时,①等价于1-a+a≥3,无解.
当a>1时,①等价于a-1+a≥3,解得a≥2.
所以a的取值范围是[2,+∞).